随着人们生活水平的提高,对于生活质量也有新的要求。同样的对轴类零件也具有了新的要求,耐磨、漂亮的零件更加的受到消费者的认可,调质处理无疑是一种较为理想的处理方式。 根据小编我的总结调质的方式有多种,其中电阻炉加热方式的传统调质处理是*常见的,但电阻炉加热也存在弊端。而采用感应加热方式的调质处理在国内不多见,但因其环保、节能性好的优点,在国外已得到了较为广泛的应用。电阻炉调质主要有以下缺点:1、保温时间长,氧化脱碳多。2、台车炉加热变形量大。3、劳动强度大,需要操作人员多。4、炉子耗能大。5、质量稳定性差。
图1为经台车炉调质后的长杆类零件,可明显看到表面大量的花斑状氧化皮。图2可见长杆类零件调质后严重的“S”变形与“麻花”变形。
氧化脱碳多不仅造成材料的浪费,更是带来了一系列问题:一方面淬火水槽因为大量的粉末状氧化铁皮(见图3),需要定期将水槽中的水抽干清理出氧化铁皮。氧化铁皮过多容易导致水泵堵塞和水流速度减缓,降低淬火效果;另一方面由于材料氧化脱碳,需要在粗加工时增加加工余量,无形之中增加车削环节的工作量。
台车炉调质后拉杆变形的问题更是长期困扰热处理企业的一大难题。如图2 的变形量,校直工人需要对拉杆多点反复进行校直才能达到规定的直线度要求。由于质量可靠次变形量大,有些轴杆零件在质量可靠次校直去应力后,往往会反弹。需要进行二次校直和去应力,浪费大量的人力和物力。图4是2013年6月份,我们在车间实地跟踪记录的长杆类零件调质后变形及去应力次数数据。跟踪的总根数为13根,调质后所有拉杆均需校直,经质量可靠次校直后去应力成功的只有4根,第二次校直去应力的到达9根之多。
虽然经过技术人员不断的努力改进,变形的现象在2013年下半年有较大改观,然而由于受条件限制,在淬火冷却环节发生的不可避免的组织转变不均性叠加一起,势必造成变形的不可控性,呈无规律分布,难以**根除。与此同时,由于台车炉密封性能差,工作在台车炉中加热和保温时间长,氧化脱碳的情况较为严重。 为减少氧化脱碳,常用的方法是在加热过程中使用保护N2等气氛。但在每月24h*30d的不间断生产情况下,加N2保护气氛会导致成本非常高昂以及实际换气操作的复杂。再加上台车炉需要不断进出炉,导致每次进出炉均需要重新加保护气氛,既影响生产效率,又消耗大量的N2. 因此我们寻求一种能解决变形和氧化这两大难题的调质处理方法,关注这个行业的*新进展,发现国外有资料介绍应用感应加热技术成功进行实心棒料调质处理的案例,目前*大直径能处理到160mm,而国内相关报道较少。
二、感应加热技术应用于调质处理的理论可行性 感应热处理是利用电磁感应的方法使得被加热工件内部产生涡流,依靠这些涡流的能量达到加热目的,在进行保温、冷却的热处理方法。一直以来在表面处理领域被广泛应用。
感应调质试验首先在外协厂家的淬火机床上展开。图6和图7分别为淬火前和淬火时的照片。设备电源频率20——30KHz,感应器为单圈感应器,且喷水圈和加热圈为一体式,这种感应器结构适合做表面淬火,不太适合做深层加热。在有限的条件情况下,我们尝试尽*大可能地是淬火层变深,选择了非常小的比功率。具体工艺参数见表1。
表1 试验工艺参数
> > > > > >
匝比 电压
匝比 电压
表4 力学性能数据
> > > (%) 冲走吸收能量Akv> 我们采集了一组国外的专业厂家的试验数据与2013年相同规格试样台车炉调质后采集的数据做对比分析。两者材料牌号稍有不同,但化学成分基本一致,具体材料成分见表5.表6为炉子调质与感应加热调质的力学性能比较。 表5 试样材料化学成分(质量分数)
表6 炉子调质和感应调质力学性能比较
> HBW 抗拉强度
116.5 调透 欧标 905 717 19 66
四、感应调质本土化的可行性
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感应调质的适用范围与设备布置
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感应加热技术应用于中小径轴杆件的调质从技术上是可以实现的,而且已在国外广泛应用,国内的东北特钢大连基地已有一条感应调质生产线。
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感应调质后零件的力学性能并不亚于甚至优于电阻炉的调质,硬度的均匀性也更好。根据现场观察,感应调质后零件的变形量也远小于电阻炉调质。
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结合实际生产及试验数据,感应调质生产线适用于直径≦120mm的轴类零件,更具经济合理性。本文由河北感应炉厂家编制,转载时请注意处处:www.hengyuandianlu.com